토양미생물의 종류

【토양미생물】   토양 속에는 각양각색의 미생물이 살고 있다. 각각의 생활과정을 통하여 여러 가지 물질의 변화를 행하고 있다. 이것은 부식의 집적(集積) 질소고정 근류균(根瘤菌) 작물의 양분공급등 농업상 유익하고 동시에 토양병해 탈질황산환원(脫窒硫酸還元)작용에 의한 벼 뿌리의 근부병(根腐病)등 유해하기도 하다.   토양속의 미생물의 존재는 유기물분해나 콩과 작물에 의한 질소고정 암모니아태 질소에서 질산태질소로의 변화 등은 이미 17 18세기경부터 알려져 있었다. 그러나 그 존재가 확인된 것은 현미경이 발명된 다음이였다.   토양미생물의 종류   일반적으로 토양미생물이라 불리는 것은 세균(細菌) 방선균(放線菌) 사상균(絲狀菌) 조류(藻類) 원생동물(元生動物)등을 포함하고 있다. 그러나 그 양이나 활성에서 농업상 중요한 것은 세균(細菌) 방선균(放線菌) 사상균(絲狀菌)이다.   토양환경과 미생물의 작용  이들 미생물은 토양환경에 따라 갖가지로 변한다. 예를 들자면 논에서와 같이 담수(湛水)에 의해서 산소가 제한(制限) 받는 곳에서는 사상균과 방선균이 감소하고 세균이나 조류가 증가한다. 또 세균 중에서도 산소가 적은 곳을 좋아하는 혐기성(嫌氣性)세균이 증가한다.   유기물 시용과 미생물  유기물 시용이 토양미생물에 주는 영향에는 두 가지가 있다. 그 첫째는 유기물을 주면 미생물이 늘어나 그 유체(遺體)가 천천히 분해되어 무기화(無機化)되어 작물의 영양이 되고 또 한 가지는 유기물을 주면 다양한 활성을 가진 미생물을 늘려  병원균의 일시적 증대를 생태적(生態的)으로 막을 수 있다. 이와 같이 건전한 토양미생물상(相)으로 만들기 위하여 유기물 시용이 필요하다고 생각된다.   【근권미생물】   작물뿌리와 토양미생물과의 관계는 그 생활상(樣式)에 따라 공생(共生) 기생(寄生) 부생(腐生)등으로 나뉜다. 일반적으로 근권미생물(根圈微生物)이라 불리는 경우 작물과의 특별한 관계(공생 기생)를 갖지 않으나 뿌리 가까이서 생활하고 있는 미생물을 총칭(總稱)한다.   근권토양의 미생물수   작물 근권의 토양은 뿌리에서의 분비물 뿌리세포의 박리(剝離)로 영양분의 농축(濃縮) 뿌리호흡에 의한 탄산가스 농도의 상승과 산소 농도의 저 하등에 따라 비(非)근권토양에 비해 환경이 아주 다르다. 이 결과 미생물수도 근권과 비근권토양에서는 근권토양쪽이 압도적으로 많으며 세균 방선균 사상균은 작물의 종류 생육시기에 따라 다르며 각각 5～20배 5～35배 4～10배이다. 근권과 비근권과의 미생물수의 비례를 잡아 근권효과라 부른다. 이 효과는 뿌리에서의 거리에 따라 감소하며 5mm전후에서 없어진다.   근권미생물의 구성  근권미생물은 단순한 미생물만은 아니며 구성도 비근권과는 다르다. 이를테면 비근권토양의 세균은 아-스트로박타-속(屬)등 그람양성(陽性)으로 다양한 형태를 갖고 있는 것이 많은데 대해 근권에는 슈-도모나스 속등 그람음성(陰性)의 간균(稈菌)이 반수를 점하고 있다. 즉 그람양성 그람음성이라고 하는 것은 그람염색이라는 방법으로 염색되는지(陽性) 안 되는지(陰性)의 성질의 차이이다.   【세균】    세균(박테리아)은 토양미생물중에서 제일 작아 수mm 이하이다. 그러나 균수는 제일 많아 밭 토양의 표토 1g속에 희석평판법(土壤稀釋水를 營養分을 갖는 寒天培地와 섞어 나타나는 코로니-를 세는 방법)으로는 100만～1억 직접 검경법(土壤懸濁液을 直接 顯微鏡으로 觀察하여 細菌數를 세는 方法)에서는 10억에도 달한다. 이것은 10a로 따진다면 생체 중으로 300kg로 탄소 30kg로 질소 5kg로 인 0.6kg에 상당한다.   세균의 종류  세균은 여러 가지 유기물 또는 무기물을 에너지-원으로 이용하고 있다. 세균이 생육하기 위하여는 유기물을 필요로 하는 것을 유기영양세균 무기물만을 이용하여 생육하는 유기물을 필요로 하지 않는 것을 무기 영양세균이라고 부른다. 일반적으로 세균은 전자(前者)에 속하나 암모니아를 아질산으로 변화시키는 작용을 하는 아질산균 아질산을 질산으로 바꾸는 질산균 유황의 순환에 관계하는 유황세균 철을 산화하는 철산화균 등은 후자(後者)에 속한다.   세균의 분류는 이상과 같은 생육조건에 따라 나누는 방법 말고도 현미경에서 형태를 관찰하여 나누는 방법이 있다. 결국 형태가 간상(稈狀)인지 운동성이 있는지 편도의 위치에 따라 분류하는 방법도 있으며 그 밖에 그람 염색에 따라 세균이 염색되는지 아닌지에 따라 분류하는 방법이 있다.   세균의 생활양식  토양중의 세균은 보통 토양입자(土壤粒子)에 흡착된 상태에서 생활하고 있으며 토양용액 중에는 별로 없다. 또 존재양식도 한개 한개 단독으로가 아니라 덩어리(코로니)를 형성하고 있다. 세균은 토양입자 속의 점토부분(粘土部分)에 제일 많이 흡착되어 있으며 몬모리로나이트나 벤토나이트등의 2 : 1형 점토 쪽이 가오리나이트등의 1 : 1형 점토보다 흡착 량이 많다. 또 세균흡착량은 토양형에서 본다면 화산회토쪽이 비화산회토쪽 보다 많다.   【사상균=곰팡이】   사상균(곰팡이)은 보통 토양 속에서 균사(菌絲)상태로 있는 것이 많으며 포자상태로는 비교적 적다. 균사의 크기는 직경이 3～10㎛로 세균의 수배나 된다. 또 길이는 영양조건에 따라 다르나 육안으로도 관찰할 수 있는 정도까지 신장한다. 사상균은 균사 끝에 만들어지는 포자를 넣는 포자낭(胞子囊) 또는 분생포자등 유성(有性)생식기관의 형태 생식방법등에 의해 분류된다.      【방선균】 방선균은 세균과 사상균의 중간적인 성질을 가진 미생물이다. 토양 중 동식물체 하천 등에 널리 분포되어 있다. 특히 토양 중에서는 각양각색의 방선균이 발견되며 수(數)도 세균 다음으로 많다.  균사를 내며 일부를 빼고는 호기성이다. 방선균에는 각종 항생물질을 생산하는 것이 많으며 색소를 만든다든가 특유한 냄새를 낸다.   【혐기성균】 산소가 없는 상태에서만 생육할 수 있거나 또는 산소가 없는 곳에서도 생육할 수 있는 미생물 균을 혐기성 균이라고 한다. 이 중에서 산소가 조금이라도 있으면 생육할 수 없는 것을 적대적 혐기성균 산소가 있더라고 생육할 수 있는 것을 통성혐기성균이라고 한다. 토양 중에서는 전세균수의 10%정도가 혐기성의 세균으로 점하여져 있고 논에서는 담수하기 때문에 혐기성 균이 많다. 혐기성 균에는 탈질균 황산환원균 일부의 질소고정균등이 포함되어 있다.   【호기성균】 산소가 없으면 생육할 수 없는 미생물을 호기성균이라고 한다. 호기성균에 대한 반대의 것을 혐기성 균이라고 한다. 발 토양중에는 호기성균이 혐기성 균보다 압도적으로 많고 논토양 중에도 혐기성 균이 많이 있다. 사상균이나 방선균은 호기성균이며 세균의 대부분도 호기성균이다.   【초화균=硝化菌】 암모니아를 질산으로 바꾸는 미생물을 초화균(硝化菌)이라 한다. 이 반응은 두 단계로 나눌 수 있다. 암모니아를 아질산(亞硝酸)으로 바꾸는 미생물을 아질산균 또는 암모니아산화 세균이라고 하고 아질산을 질산으로 바꾸는 것을 질산균 또는 아질산 산화세균이라고 한다. 양자를 합하여 초화균이라고 한다 아질산균 질산균은 단 일종의 균은 아니며 각각의 반응을 하는 능력이 있는 몇 가지의 균의 총칭이다.   【아질산균】 토양에 암모니아태질소를 주면 밭에서는 조건이 좋으면 2주정도에서 미생물의 작용에 의해 암모니아 아질산 질산이라는 변화가 일어난다. 암모니아를 아질산으로 바꾸는 작용을 하는 몇 가지 종류의 미생물을 전부 아질산균 또는 암모니아산화균이라고 한다.   【암모니아화성균】  토양미생물(부식) 퇴비 오니(汚泥)등의 유기물은 토양 중에서 미생물에 의해 분해작용을 일으킨다. 유기 태의 질소가 암모니아태 질소로 되어 방출된다. 이와 같이 유기태질소가 무기화 되어 암모니아태질소가 되는 것을 암모니아화성이라 한다. 이 작용에 관여하는 미생물 균을 암모니아화성균이라고 한다. 이 작용은 특수한 것이 아니며 토양에 많이 살고 있는 세균 방선균 사상균등의 유기영양미생물의 의한 것이다.   【철산화균】 2가(價)의 철이온을 3가의 철로 산화시키며 이때 발생하는 에너지-를 이용하는 무기 영양세균을 철산화균이라 부른다. 【철환원균】 논에서는 담수로 공기 차단된다. 이 결과 3가의 철은 유기물 존재 하에 미생물 작용으로 2가의 철로 환원된다. 이 과정에 관여하는 세균 군을 철환원균이라 단다   【탈질균=脫窒균】 논의 담수 하에서 암모니아를 비료로 주면 토양표면 1cm정도에는 산소의 공급이 있는 층 즉 산화 층에서 초화균에 의해 질산태 질소가 된다. 이 질산태 질소는 토양표면 2cm이하의 환원 층에서 환원되어 질소가스가 되어 대기 중으로 날아간다. 이 반응을 탈질 이라고 하며 여기서 관여하는 미생물을 탈질균이라 한다. 논 토양일때 환원상태가 강하여 산화환원전위(酸化還元電位)가 250mmV정도가 되면 탈질 반응이 일어난다. 탈질균은 한 종류가 아니라 수종의 균류(슈-도모나스속 아그로모박타-속 바실라스속 등의 일부)인 것이 알려 졌다.   【부생균】 작물유체 또는 그 분해도중의 유기물을 영양원으로 하는 미생물을 부생균이라 한다. 식물병원균 무기영양 세균 등을 빼면 토양미생물의 대부분은 부생균이다.   【황산환원균】 황산을 황화수소(硫化水素)까지 환원하는 세균이 황산환원균이다. 황산환원균은 황산을 환원할 때 얻는 에너지-를 갖고 탄산동화를 한다. 이 균은 혐기성세균으로 밭 논 해수 호수 석유등 속에 많이 널려 있다.   【유황세균】 유황세균이란 유황이나 무기유환화합물을 산화하던가 산화할 때에 얻어지는 에너지-로 탄산동화을 하는 세균류의 총칭이다. 토양중이나 담수나 바닷물에 널리 분포한다. 유황화합물을 산화하고 세포 안에 유황입자를 축적하는 화학합성세균 세포밖에 유황입자를 축적하는 화학합성세균 광합성을 영위하고 황화수소를 산화하는 홍색유황세균 녹색 유황세균등이 있다. 화학합성세균은 토양 중에 많고 홍색 녹색유황세균은 논토양이나 하천 호수에 있다.   【그람음성균】 그람염색(아니린색소액에 1분간 염색하고 리콜-액으로 1분간 정착하여 95% 알코올에서 30초간 탈색)하는 그람염색에 의해 염색되지 않는 세균이 그람음성균이다. 그람양성균과 대비되며 세균 분류상 중요한 의미를 갖는다. 형태가 단순하여 변화하기 쉬운 세균에서는 그람양성인지 음성인지의 분류의 한 가지 큰 기준이 된다.   【그람 양성균】 그람 염색에 의해 염색되는 세균이 그람양성균이다. 그람음성균과 대비되어 새균분류상 한 가지 기준이 된다. 그람양성균에는 페염균 포도상구균 결핵균등 인체에 해를 주는 것이 많다. 식물병원성이 있는 것은 적다. 토양 중에 널리 생육하는 일반 토양세균이라고 하는 것은 그람양성균이다. 영양요구성은 복잡하여 각종 생활양식을 갖고 있다.   【대장균군】 사람등 포유류의 대장을 주된 기생 장소로 차지하는 대장균 속이나 수계대장균이라고 불리는 크렙시에라속 엔테로박터-속 중에서 유당을 분해하여 산과 가스를 형성하는 것을 대장균군이라 한다. 그람염색으로 염색되지 않는 그람음성 세균으로 호기적 또는 약한 혐기적조건일 때에 잘 발육한다. 이들 균은 그 자체로는 식물병원성은 없지만 물의 오염이나 가축분뇨의 발효과정의 지표로 쓰이고 있다. 이 균은 사람이나 동물의 배설물중 항상 존재하고 배설물이 들어오는 곳 이외에는 없고 물 속에서는 병원균보다 더 오래 살고 그 유무 판정이 쉽다.

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